一种仓库机器人的制作方法
【专利摘要】一种仓库机器人，机器人可在仓库内自由走动，通过设置在机体底部的取样机构及机上传感器，可方便在指定的地方对仓储物进行取样及检测，本实用新型不需要工作人员进入仓库中进行取样，工作人员只需在仓库外控制或让机器人在仓库内自动操作即可完成取样和检测，避免了由于工作人员进入所可能发生的安全事故，确保了工作人员的安全，同时，能避免从外面进入的工作人员对仓库内的仓储物造成污染，本实用新型采用自动化技术完成取样工作和检测，其工作效率大大增加，还可以利用其机器人的通讯系统和智能控制系统，实现仓储多方面功能扩充。符合目前自动化生产的发展趋势。
【专利说明】一种仓库机器人
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种移动式仓库操作装置，特别是一种仓库机器人。
【背景技术】
[0002]我国是农业粮食大国，且人口众多，随着近年来国民经济和社会的迅猛发展，农业粮食产量不断提升，因此对粮食的保护和存储就显得尤其重要，而且为了保证粮食的安全，需要对粮食进行取样和检测，粮食储存会使用有毒气体杀虫，绿色储粮要在仓库中充入二氧化碳或氮气进行储粮，仓内有毒或缺氧的环境下，这样工作人员不便进入仓库进行取样或检测，工作人员的进入也容易使粮食受到污染，而且采用人工的方式进行取样检测操作麻烦，不符合目前自动化生产的发展趋势。
实用新型内容
[0003]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能实现仓库自动化取样的一种仓库机器人。
[0004]本实用新型解决其问题所采用的技术方案是:
[0005]一种仓库机器人，包括机体和设置于机体上的行走装置，所述机体的底部或机体内设置有取样机构，所述机体通过行走装置行走至仓储物上方，通过取样机构对仓储物进行取样。
[0006]进一步，所述取样机构为设置于机体底部的挖斗。进行取样时，机器人通过行走装置走到仓储物的上方，通过转动挖斗即可将仓储物保存在挖斗内。
[0007]进一步，所述取样机构包括设置于机体内的负压收集装置和可向下穿过机体底部的取样杆，所述负压收集装置与取样杆连接，所述取样杆的末端设有取样头，所述取样杆从机体底部穿出并将取样头伸入到仓储物中，通过负压收集装置将仓储物吸入到负压收集装置中。通过可上下运动的取样杆，可将取样头伸入到仓储物中，再通过负压即可将仓储物吸入到负压收集装置中，该设计可获取到各种深度的仓储物，其实用性和适用性更好。
[0008]进一步，所述取样头为粮食取样头、吸虫取样头或尘、杂质收集头的一种或多种组合。可根据不同的需要为取样杆配备不同的取样头，粮食取样头用于直接对粮食进行取样，吸虫取样头上设置有扦虫进孔，只能供扦虫进入而粮食不能进入，而尘、杂质收集头上设置有粉尘进孔只供尘、杂质进入。
[0009]进一步，所述取样头为吸虫取样头，取样头上设置有扦虫进孔，所述取样杆上设置有用于计算吸入扦虫数量的计数器。通过扦虫进孔和计数器，可判断单位体积内扦虫的数量，从而得知整体仓储物的虫患情况。
[0010]进一步，作为上述的一种实施方式，所述取样杆为液压多级杆。通过液压多级杆，可方便调整取样杆的伸入深度。
[0011]进一步，作为上述的另一种实施方式，所述取样杆为钻杆，所述机体内设置有螺母和带动螺母转动的电机，所述钻杆安装于螺母中，钻杆在螺母的带动下上下运动。螺母在电机的带动下转动，根据丝杆的原理，钻杆往下转入仓储物中，该设计能让取样杆更加容易进入到仓储物中，适合较结构为紧密的仓储物。
[0012]进一步，所述机体上设有可伸入到仓储物中的检测传感器。通过检测传感器，可检测仓储物及空间各种参数。
[0013]具体地，所述检测传感器为粮食水份检测装置、霉变检测装置、气体检测装置、粮食物理检测装置、温度传感器、湿度传感器的一种或多种组合。通过粮食水份检测装置可以检测到粮食的水份情况，通过霉变检测装置可以检测粮食的霉变情况，通过气体检测装置可检测仓库内磷化氢、二氧化碳、氮气、氧气等气体的含量情况，通过粮食物理检测装置能检测出粮食的气味、光泽、软硬度、杂质含量、不完善颗粒率等粮食相关参数，而通过温度传感器、湿度传感器可检测仓库内的温湿度。
[0014]进一步，所述机体内架设有一齿轮，所述机体还包括一升降杆，所述升降杆的一侧设置有升降齿，所述齿轮与升降齿相啮合，所述检测传感器设置于升降杆的下端。通过电机控制齿轮转动，齿轮带动升降杆上下移动，使检测传感器伸入仓储物中。
[0015]具体地，所述行走装置为安装于机体上的履带轮、浮体、机械脚或旋翼。履带轮和机械脚适合于在颗粒粮食或粉状物上行走，浮体适合于在液体上面行走，而采用旋翼的设计可让机器人用飞行的方式，适合在地面行走困难的情况。
[0016]进一步，所述行走装置包括设置于仓库顶部的导轨和设置于机体顶部的轨道轮，所述轨道轮沿导轨方向运动。
[0017]近一个，所述轨道呈迷宫状结构设置于仓库的顶部。机体沿迷宫状结构的导轨运动，可运动至仓库的各个位置，该设计不需要与仓储物接触，解决了在仓储物上行走的问题。
[0018]进一步，所述行走装置包括多个设置于机体两侧的叶轮，所述叶轮上分布设置有多个叶片。通过叶轮上的叶片，可让机体稳定地在粮食颗粒等仓储物上行走，不会出现打滑、行走困难的情况，其行走效率大大增加，同时该设计能起到翻动仓储物的作用。
[0019]所述机体底部设置有用于测量机体与仓储物距离的红外距离探头。通过红外距离探头测量机体与仓储物之间的距离，即可计算出仓储物的松紧度，仓储物越松，则距离越小，仓储物越紧，则距离越大。
[0020]所述叶轮上设置有可向上滑动的拨片，当仓库机器人在仓储物上行走时，拨片被仓储物向上拨动。通过拨片向上拨动的距离即可得知当前仓储物的松紧度，向上拨动的距离越大，则仓储物越紧，向上拨动的距离越小，则仓储物越松。
[0021]进一步，所述叶轮上的其中一片或多片叶片可向叶轮内方向移动，所述叶轮内设置有压力传感器和弹簧，当叶轮在仓储物上行走时，所述叶片向叶轮内运动，同时通过弹簧将压力传递至压力传感器上。该设计能有效检测到仓储物的松紧度，当叶轮在仓储物上行走时，可移动的叶片往叶轮内移动，通过弹簧将压力传递至压力传感器上，通过测定压力传感器的压力大小即可获知仓储物的松紧程度，压力越大时，仓储物越紧，压力越小时，仓储物越松。
[0022]进一步，所述机体上设置有机械手。通过设置机械手，可让机器人在仓库内完成各种的工作，例如打开窗户、操作按键、搬运货物、松动仓储物等操作。
[0023]进一步，所述机体上设置有用于获得机体当前位置的定位装置。通过定位装置，可反馈给工作人员或控制中心机器人所在的位置，对其位置进行监控和调整。
[0024]进一步，所述机体上设置有用于与外部计算机设备进行通信的天线。通过天线采用无线的方式进行通信，让机体在仓库内移动得更加灵活。
[0025]进一步，所述机体上设置有一弧形外壳。通过设置弧形的外壳，可让机器人在覆盖在仓储物上的薄膜下运动而不会弄破薄膜。
[0026]本实用新型的有益效果是:本实用新型采用的一种仓库机器人，通过设置行走装置，让仓库机器人可在仓库内自由走动，通过设置在机体底部的取样机构，可方便在指定的地方对仓储物进行取样，本实用新型不需要工作人员进入仓库中进行取样，工作人员只需在仓库外控制或让机器人在仓库内自动操作即可完成取样，避免了由于工作人员进入所可能发生的安全事故，确保了工作人员的安全，同时，能避免从外面进入的工作人员对仓库内的仓储物造成污染，本实用新型采用自动化技术完成取样工作，其工作效率大大增加，符合目前自动化生产的发展趋势。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
[0028]图1是本实用新型采用第一种行走方式的侧视图；
[0029]图2是本实用新型采用第二种行走方式的侧视图；
[0030]图3是本实用新型采用第三种行走方式的侧视图；
[0031]图4是本实用新型采用第四种行走方式的侧视图；
[0032]图5是本实用新型采用第五种行走方式的侧视图；
[0033]图6是本实用新型采用第五种行走方式时，设置于仓库顶部的导轨示意图。
[0034]图7是本实用新型采用第六种行走方式的侧视图；
[0035]图8是本实用新型采用弧形外壳的结构示意图；
[0036]图9是本实用新型取样机构第一实施例的结构示意图；
[0037]图10是本实用新型取样机构第二实施例的结构示意图；
[0038]图11是本实用新型吸虫取样头第一实施例的结构示意图；
[0039]图12是本实用新型吸虫取样头第二实施例的结构示意图；
[0040]图13是本实用新型尘、杂质收集头的结构示意图；
[0041]图14是本实用新型取样机构第三实施例的结构示意图；
[0042]图15是本实用新型取样机构第四实施例的结构示意图；
[0043]图16是本实用新型取样机构第五实施例的结构示意图；
[0044]图17是本实用新型取样机构第六实施例的结构示意图；
[0045]图18是本实用新型采用红外距离探头检测仓储物松紧度的结构视图；
[0046]图19是本实用新型采用拨片检测仓储物松紧度的结构视图；
[0047]图20是图19 A处的放大图；
[0048]图21是实用新型采用可移动叶片检测仓储物松紧度的结构视图。
【具体实施方式】
[0049]参照图1所示，本实用新型的一种仓库机器人，包括机体I和行走装置2，行走装置2让仓库机器人可在仓库内自由移动，针对不同的仓储物可以适配不同的行走装置2，使其在仓库内行走更加顺畅，更加容易。对于粮仓来说，其仓储物一般是大米、大豆等颗粒状物件。参照图1所示，为本实用新型采用第一种行走方式的侧视图，所述行走装置2包括多个设置于机体I两侧的叶轮201，所述叶轮201上分布设置有多个叶片202。叶轮201在粮食上转动时，由于叶片202可伸入到粮食中，因此可避免车轮出现打滑的情况，确保机器人能在粮食上可靠地行走，同时该设计能起到翻动仓储物的作用。
[0050]另外，也可以参照图2所示，所述行走装置2为设置于机体I两侧的履带轮211，该设计适合于颗粒体积较小的仓储物。
[0051]仓库内的仓储物也可以为液体，这时，参照图3所示，所述行走装置2为设置于机体I两侧或下方的浮体212，通过浮体212，可以让机体I漂浮在液面上，同时配合螺旋桨即可让机器人在液体上移动。
[0052]参照图4所示，所述行走装置2也可为设置于机体I两侧的机械脚213，该设计，适合仓储物较浅时使用。
[0053]对于不便在仓储物上行走的情况，参照图5、6所示，所述行走装置2包括设置于仓库顶部的导轨221和设置于机体I顶部的轨道轮222，所述轨道轮222沿导轨221方向运动。所述轨道呈迷宫状结构设置于仓库的顶部。机体I沿迷宫状结构的导轨221运动，可运动至仓库的各个位置，该设计不需要与仓储物接触，解决了不便在仓储物上行走的问题。
[0054]另外，也可以参照图7所示，在机体I上设置一旋翼214，通过飞行的方式移动到相应的位置。
[0055]上述的行走装置2与机体I可拆卸连接，方便针对不同的仓储物更换不同的行走装置2。
[0056]参照图8所示，所述机体I上设置有一弧形外壳9。通过设置弧形的外壳，可让机器人在覆盖在仓储物上的薄膜下运动而不会弄破薄膜。
[0057]另外，也可以设置多个机体1，相邻机体I通过链条相互连接，使其在运行中不易翻侧，其稳定性更好。
[0058]参照图9所示，为本实用新型取样机构3第一实施例的结构示意图，所述取样机构3包括设置于机体I内的负压收集装置31和可向下穿过机体I底部的取样杆32，所述负压收集装置31与取样杆32连接，所述取样杆32的末端设有取样头33，所述取样杆32为液压多级杆321。通过液压多级杆321，可方便调整取样杆32的伸入深度，取样杆32从机体I底部穿出并将取样头33伸入到仓储物中，通过负压收集装置31将仓储物吸入到负压收集装置31中。具体地，所述取样头33为粮食取样头331。通过可上下运动的取样杆32，可将取样头33伸入到仓储物中，再通过负压即可将仓储物吸入到负压收集装置31中，该设计可获取到各种深度的仓储物，其实用性和适用性更好。
[0059]本实用新型通过设置行走装置2，让仓库机器人可在仓库内自由走动，通过设置在机体I底部的取样机构3，可方便在指定的地方对仓储物进行取样，本实用新型不需要工作人员进入仓库中进行取样，工作人员只需在仓库外控制或让机器人在仓库内自动操作即可完成取样，避免了由于工作人员进入所可能发生的安全事故，确保了工作人员的安全，同时，能避免从外面进入的工作人员对仓库内的仓储物造成污染，本实用新型采用自动化技术完成取样工作，其工作效率大大增加，符合目前自动化生产的发展趋势。
[0060]参照图10所示，为本实用新型取样机构3的第二实施例，与上述实施例不同的地方在于，所述取样头33为吸虫取样头332，所述吸虫取样头332根据粮食里面扦虫的种类、大小设置相应的扦虫进孔333，只供扦虫进入而粮食不能进入，从而实现对粮食里面的害虫进行取样，所述扦虫进孔333为圆11所示的圆孔、图12所示的方孔或其它形状的进孔。另夕卜，所述取样杆32上设置有用于计算吸入扦虫数量的计数器34。通过扦虫进孔333和计数器34，可判断单位面积内扦虫的数量，从而得知整体仓储物的虫患情况。
[0061]取样头33也可根据取样物品的需要设计不同的取样头33，例如图13所示，在取样头33上设置粉尘进孔302，为能吸取粮食里面的尘、杂质收集头301。
[0062]参照图14所示，为取样机构3的第三实施例，可以在机体I内设置两套取样机构3，其中一个取样机构3上的取样头33为粮食取样头331，另一个取样机构3上的取样头33为吸虫取样头332。
[0063]参照图15所示，为取样机构3的第四实施例，所述取样杆32上同时设置有粮食取样头331和吸虫取样头332。所述机体I内设置有两个分别用于收集粮食和害虫的负压收集装置31，所述的两个负压收集装置31分别通过取样管38与相应的取样头33连接。
[0064]参照图16所示，为取样机构3的第五实施例，所述取样杆32为钻杆322，所述机体I内设置有螺母35和带动螺母35转动的电机36，所述钻杆322安装于螺母35中，钻杆322在螺母35的带动下上下运动。螺母35在电机36的带动下转动，根据丝杆的原理，钻杆322往下转入仓储物中，该设计能让取样杆32更加容易进入到仓储物中，适合结构较为紧密的仓储物。
[0065]上述取样机构3的五个实施例中，均可以对其取样头33的种类进行更换，使其适合不同的应用，在此不再详细一一描述。
[0066]另外，参照图17所示，所述取样机构3也可以简单在机体I底部设置一挖斗37，进行取样时，机器人通过行走装置2移动到仓储物的上方，通过转动挖斗37即可将仓储物保存在挖斗37内。
[0067]对于检测仓库内各种环境参数和仓储物相关参数也是仓库机器人的一个重要任务，参照图9所示，所述机体I上设有可伸入到仓储物中的检测传感器4。通过检测传感器4，可检测仓储物的各种参数。
[0068]具体地，所述检测传感器4为粮食水份检测装置、霉变检测装置、气体检测装置、粮食物理检测装置、温度传感器、湿度传感器的一种或多种组合，也可以根据需要设置不同的检测传感器4。通过粮食水份检测装置可以检测到粮食的水份情况，通过霉变检测装置可以检测粮食的霉变情况，通过气体检测装置可检测仓库内磷化氢、二氧化碳、氮气、氧气等气体的含量情况，通过粮食物理检测装置能检测出粮食的气味、光泽、软硬度、杂质含量、不完善颗粒率等粮食相关参数，而通过温度传感器、湿度传感器可检测仓库内的温湿度。另夕卜，本实用新型也可根据实际情况的自由添加各种类型的检测传感器4。
[0069]所述机体I内架设有一齿轮41，所述机体I还包括一升降杆42，所述升降杆42的一侧设置有升降齿43，所述齿轮41与升降齿43相啮合，所述检测传感器4设置于升降杆42的下端。通过电机控制齿轮41转动，齿轮41带动升降杆42上下移动，使检测传感器4伸入仓储物中。
[0070]对于粮食来说，粮食堆放的松紧度也是很重要的一个参数，参照图18所示，所述机体I底部设置有用于测量机体I与仓储物距离的红外距离探头5。通过红外距离探头5测量机体I与仓储物之间的距离，即可计算出仓储物的松紧度，仓储物越松，则距离越小，仓储物越紧，则距离越大。
[0071]参照图19、20所示，所述叶轮201上设置有可向上滑动的拨片203，当仓库机器人在仓储物上行走时，拨片203被仓储物向上拨动。通过拨片203向上拨动的距离即可得知当前仓储物的松紧度，向上拨动的距离越大，则仓储物越紧，向上拨动的距离越小，则仓储物越松。
[0072]参照图21所示，所述叶轮201上的其中一片或多片叶片202可向叶轮201内方向移动，所述叶轮201内设置有压力传感器204和弹簧205，当叶轮201在仓储物上行走时，所述叶片202向叶轮201内运动，同时通过弹簧205将压力传递至压力传感器204上。该设计能有效检测到仓储物的松紧度，当叶轮201在仓储物上行走时，可移动的叶片202往叶轮201内移动，通过弹簧205将压力传递至压力传感器204上，通过测定压力传感器204的压力大小即可获知仓储物的松紧程度，压力越大时，仓储物越紧，压力越小时，仓储物越松。
[0073]仓库机器人可通过自动化程序控制其操作或通过人手遥控操作，无论采用那种方式，都需要与仓库外面进行通信沟通，具体地，可通过有线或无线的方式进行通信，所述机体I可以通过通讯电缆连接至仓库外的控制系统，其中通讯电缆还具有供电的作用。另外还可以通过无线传输的方式，即在机体I上设置天线8，通过天线8向仓库外发送相关信息，当采用天线8进行数据传输时，所述机体I内置有电池，所述机体I上设置有相应充电接口，仓库内设置有相应的充电装置，仓库机器人不需要到仓库外即可进行充电。
[0074]为了获取仓库机器人准确的位置数据，所述机体I上设置有定位装置7，通过定位装置7，可反馈给工作人员或控制中心机器人所在的位置，对其位置进行监控和调整。
[0075]进一步地，为了供工作人员对仓库内的环境进行监测，所述机体I上设置有摄像头10，为了让机器人在仓库内完成各种的工作，例如打开窗户，操作按键、搬运货物等操作，所述机体I上设置有机械手6。
[0076]所述仓库机器人内置有智能操作系统，可自动或通过手动完成操作，机体I的外壳为防爆外壳，提高机体I的坚固性和耐用性，另外机体I内设置有故障报警系统，当检测到出现故障时，通过故障报警系统对外进行报警。
[0077]所述仓库机器人除了在仓库内完成相关任务外，还可以利用其机体I上设置的摄像头10起到无人监控仓库的作用，当仓库机器人不需要执行任务时，可将其挂在门口上方或其自动运动至门口上方，对整个仓库进行监控，仓库外的监控人员通过机器人上的摄像头10即可对整个仓库进行监控，由于仓库机器人内置有智能功能，因此可实现无人监控，即通过摄像头10及其智能系统判断是否有外来人员进入仓库，并可对进出仓库的人员进行计数。同时，机器人可与仓库出入库机械系统接在一起，控制仓储物出入库机械开关，反馈机械运行状况，实现故障报警等，通过摄像头10实现出入库现场全程监控，还可以配合智能仓库对仓库的货物进行清点。智能仓库即是仓储物是通过输送带等自动化设施对货物进行搬运的，不需要人工进行搬运，这时仓库机器人就可以与智能仓库相配合，完成货物进出智能清点清算的任务。
[0078]还可以利用其机体I上天线及整个通讯系统和智能控制系统，实现兼容仓库粮情检控、智能通风、智能气调储粮、粮食出入库管理等系统运行，或通过外接口实现仓储多方面功能扩充。
[0079]所述机器人能通过无线或有限网络连接至外网，即使在家中或其它地方，也可以对仓库机器人进行操控。
[0080]还可在机器人上装考勤设备，实现作业人员现场考勤。
[0081]所述仓库机器人内置有打印机，当完成仓库清点任务或监控任务时，可通过打印机打印相关的数据和单据。
[0082]上述的所有功能部件均可拆卸安装，可根据用户的需要组装不同的功能部件，用户在使用过程中也可以根据实际的需要自行组装相应的部件。
[0083]以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种仓库机器人，其特征在于:包括机体(I)和设置于机体(I)上的行走装置(2)，所述机体(I)的底部或机体(I)内设置有取样机构(3 )，所述机体(I)通过行走装置(2 )行走至仓储物上方，通过取样机构(3)对仓储物进行取样。
2.根据权利要求1所述的一种仓库机器人，其特征在于:所述取样机构(3)包括设置于机体(I)内的负压收集装置(31)和可向下穿过机体(I)底部的取样杆(32)，所述负压收集装置(31)与取样杆(32)连接，所述取样杆(32)的末端设有取样头(33)，所述取样杆(32)从机体(I)底部穿出并将取样头(33)伸入到仓储物中，通过负压收集装置(31)将仓储物吸入到负压收集装置(31)中。
3.根据权利要求2所述的一种仓库机器人，其特征在于:所述取样头(33)为粮食取样头(331)、吸虫取样头(332)或尘、杂质收集头(301)的一种或多种组合。
4.根据权利要求2所述的一种仓库机器人，其特征在于:所述取样头(33)为吸虫取样头(332)，取样头(33)上设置有扦虫进孔(333)，所述取样杆(32)上设置有用于计算吸入扦虫数量的计数器(34)。
5.根据权利要求2所述的一种仓库机器人，其特征在于:所述取样杆(32)为液压多级杆(321)。
6.根据权利要求2所述的一种仓库机器人，其特征在于:所述取样杆(32)为钻杆(322),所述机体(I)内设置有螺母(35)和带动螺母(35)转动的电机(36)，所述钻杆(322)安装于螺母(35)中，钻杆(322)在螺母(35)的带动下上下运动。
7.根据权利要求1所述的一种仓库机器人，其特征在于:所述机体(I)上设有可伸入到仓储物中的检测传感器(4 )。
8.根据权利要求7所述的一种仓库机器人，其特征在于:所述检测传感器(4)为粮食水份检测装置、霉变检测装置、气体检测装置、粮食物理检测装置、温度传感器、湿度传感器的一种或多种组合。
9.根据权利要求1所述的一种仓库机器人，其特征在于:所述行走装置(2)包括多个设置于机体(I)两侧的叶轮(201 )，所述叶轮(201)上分布设置有多个叶片(202)。
10.根据权利要求9所述的一种仓库机器人，其特征在于:所述叶轮(201)上的其中一片或多片叶片(202)可向叶轮(201)内方向移动，所述叶轮(201)内设置有压力传感器(204 )和弹簧(205 )，当叶轮(201)在仓储物上行走时，所述叶片(202 )向叶轮(201)内运动，同时通过弹簧(205 )将压力传递至压力传感器(204 )上。
【文档编号】G01N1/02GK204142511SQ201420512748
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】黄启迪 申请人:黄启迪